2025年5月29日，第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州盛大召開，寶武特種冶金有限公司（簡稱寶武特冶）耐蝕合金管材首席研究員兼鋼管所所長歐新哲出席會議并作主題報告《塔式熔鹽電站吸熱器用鎳基合金薄壁管材的國產(chǎn)化與應用》，分享了寶武特冶在塔式光熱電站吸熱器關(guān)鍵材料——鎳基薄壁管材領(lǐng)域的研制進展與工程應用情況。

專注光熱發(fā)電核心關(guān)鍵材料研發(fā)制造十余年

寶武特冶是中國寶武鋼鐵集團有限公司(簡稱“中國寶武”)旗下的全資特種冶金公司，作為中國寶武直接管理的二級單位，該公司也是中國寶武新材料產(chǎn)業(yè)中唯一專注于特種冶金材料的企業(yè)。

公司圍繞高溫合金、耐蝕合金、鈦合金和特殊鋼等產(chǎn)品構(gòu)建了完備的試驗及中試能力，擁有完整的特種冶金產(chǎn)線，依托中國寶武強大的鋼鐵制造能力，實現(xiàn)了特種冶金領(lǐng)域材料的整體配套供貨。

從2013年開始，寶武特冶就光熱發(fā)電塔式熔鹽吸熱器用鎳基合金超長薄壁管材開展了研發(fā)和制造，是國內(nèi)最早參與光熱發(fā)電核心關(guān)鍵材料的研發(fā)制造的企業(yè)，也是國內(nèi)可以實現(xiàn)從冶煉到成品管材制造的全流程企業(yè)，是國內(nèi)最早實現(xiàn)管材在光熱電站實際安全運行的企業(yè)。

鎳基薄壁管材的研制進展

服役工況與選材

歐新哲表示，塔式熔鹽電站吸熱器用薄壁管材服役工況復雜，需滿足以下要求：

1、承受600℃左右高溫；

2、應對溫度急劇變化（如云層遮擋、每天啟停）引起的材料疲勞；

3、抵抗熔鹽腐蝕；

4、具備高吸熱率（管壁厚度通常為1-1.5mm），且需制成約20米左右長的超長薄壁管材。

目前塔式吸熱器主要選用N06625和N06230兩種牌號的鎳基合金。

N06625是含較高Mo的Ni-Cr-Mo-Nb固溶強化耐蝕合金，具有優(yōu)異的高溫疲勞強度和抗腐蝕開裂能力；

N06230是含較高W的Ni-Cr-Mo-W固溶強化耐蝕合金，因W的加入冷熱抗疲勞性能更優(yōu)。

解決方案與關(guān)鍵技術(shù)

寶武特冶目前可以提供兩種解決方案：

第一種是：超長的薄壁無縫管材；

第二種是：超長的焊接管材。

圖：無縫管材制造流程

圖：焊接管材制造流程

據(jù)歐新哲介紹，為實現(xiàn)管材制造，寶武特冶主要突破了以下關(guān)鍵技術(shù)：

1、高純凈、低偏析冶煉技術(shù)

通過研究冶煉過程的工藝路徑、脫氧、成分控制、夾雜物控制、偏析控制等工藝技術(shù)，開發(fā)出了超純凈的N06625合金冶煉關(guān)鍵技術(shù)，產(chǎn)品的夾雜物達到國際領(lǐng)先水平。

2、組織均勻的N06625鍛坯鍛造技術(shù)

通過對加熱工藝、變形工藝、變形方式、鍛造火次、終鍛溫度、道次壓下量、鍛造比等的研究，實現(xiàn)了N06625合金大錠型產(chǎn)品均勻變形，組織結(jié)構(gòu)均勻細小。

3、N06625鎳基合金熱軋和冷軋卷全流程工藝技術(shù)

歐新哲表示，寶武特冶是國內(nèi)最早開發(fā)該技術(shù)的企業(yè)，目前可以穩(wěn)定的實現(xiàn)冷軋卷的批量生產(chǎn)。

4、N06625鎳基合金熱擠壓全流程工藝技術(shù)

掌握N06625合金熱擠壓工藝形變窗口，實現(xiàn)了N06625合金無縫管材的批量制造。

掌握了N06625鎳基合金無縫和焊接兩種工藝超長薄壁管材的全流程制造技術(shù)

材料性能

室溫性能：通過大量的數(shù)據(jù)對比，表明寶武特冶生產(chǎn)交付的管材室溫機械性能與國外進口產(chǎn)品機械性能相當。

管材組織：對比發(fā)現(xiàn)，國外焊管組織沿壁厚分布不均勻，而寶武特冶生產(chǎn)的管材組織均勻細小。

表面質(zhì)量：寶武特冶管材表面干凈、無氧化色，國外產(chǎn)品表面有氧化色。

高溫性能：N06625在700℃時屈服強度可達400Mpa以上，高周疲勞測試中，N06625在600℃疲勞極限為655Mpa，750℃為470Mpa,具有優(yōu)異的疲勞性能。

腐蝕性能：在65%硝酸和600℃熔鹽工況環(huán)境下，寶武特冶的N06625管材腐蝕速率低，抗腐蝕能力強?！咀ⅲ涸囼灲橘|(zhì)為沸騰的65%HNO3，試驗時間為48h*5周期】

高溫持久性能：N06625在750℃溫度下仍有較高的持久性能，5000小時750℃長期老化后仍然表現(xiàn)出良好的沖擊韌性。

工程應用業(yè)績

1、首航高科10兆瓦塔式熔鹽項目

寶武特冶與首航高科合作的N06625鎳基合金板管和TP347H板材應用于首航節(jié)能10兆瓦塔式熔鹽項目。

重要節(jié)點：

2014年09月，與首航節(jié)能洽談開發(fā)光熱發(fā)電用鎳基合金材料；

2014年11月，與首航節(jié)能簽署合作開發(fā)吸熱器用N06625鎳基合金協(xié)議；

2015年04月，完成N06625鎳基合金管材和板材的試制，性能滿足要求；

2016年12月26日，首航節(jié)能敦煌10兆瓦塔式太陽能熱發(fā)電項目一次并網(wǎng)成功。

2、首航高科100兆瓦塔式熔鹽項目

寶武特冶與首航高科合作的N06625和UNS N06230鎳基合金板管應用于首航100兆瓦塔式熔鹽項目。

重要節(jié)點：

2016年3月，與首航節(jié)能簽署100兆瓦塔式熔鹽項目用N06625和UNS N06230合金板材和管材合同；

2018年3月，完合同的制造性能滿足要求;

2018年12月28日，國家首批示范電站首航節(jié)能敦煌100兆瓦塔式太陽能熱發(fā)電項目一次并網(wǎng)成功。

圖：首航敦煌10+100MW熔鹽塔式光熱電站

3、恒基能脈瓜州100兆瓦塔式熔鹽項目

2022年12月寶武特冶成功承接了國內(nèi)首個整臺套吸熱器用超長薄壁管材的供貨合同，實現(xiàn)了首次整臺套進口替代。

重要節(jié)點：

2022年11月，與恒基能脈就塔式熔鹽項目用N06625和UNS N06230合金管材進行技術(shù)交流；

2023年01月，恒基能脈指定哈鍋與寶武特冶簽署N06625吸熱器超長薄壁管材制造合同；

2023年06月，已全部交付哈鍋。

4、首航高科三峽能源海西基地格爾木100兆瓦塔式熔鹽項目

2023年6月，寶武特冶成功承接了國內(nèi)第二個整臺套吸熱器用超長薄壁管材的供貨合同40噸，管材長度突破19米。

2025年5月9日，成功實現(xiàn)全系統(tǒng)投運發(fā)電，標志著我國光熱發(fā)電領(lǐng)域又一標志性工程順利投運。

5、首航高科若羌、精河、海泰項目

2024年2月，寶武特冶成功承接了首航高科若羌、精河、海泰項目吸熱器彎頭部分用薄壁管材的供貨合同，目前已經(jīng)交付。

綜上，寶武特冶在光熱吸熱器用N06625鎳基合金超長薄壁管材研制中，形成了完備的實驗室數(shù)據(jù)和工業(yè)化大生產(chǎn)經(jīng)驗，產(chǎn)品質(zhì)量與國外同類產(chǎn)品相當。其產(chǎn)品是國內(nèi)應用最早、最多且安全服役時間最長的，所研制的N06625鎳基合金超長薄壁管材質(zhì)量穩(wěn)定，完全可替代進口，為推動塔式熔鹽光熱電站吸熱器關(guān)鍵材料國產(chǎn)化做出了重要貢獻。